JP4788098B2 - 表示装置の表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を縦列および横列に配列した表示装置および表示装置の表示方法に関する。

近年、発光素子である発光ダイオードの高輝度化に伴い、発光ダイオードをマトリックス状に配置し、屋内や屋外に設置される表示装置に使用されるようになってきた。これらは、光の３原色である、赤色、緑色、青色の発光ダイオードをそれぞれ１つ以上含み１ドットとして、縦列および横列にマトリックス状に配置して、白色を含むフルカラーの発光が可能な大画面を構成するようにしている。

このような構成をした従来の表示装置を図６に示す。図６（ａ）に示すように、表示装置は、赤１０４，１０５が２素子，緑１０６が１素子，青１０７が１素子の計４素子を１ドットとした発光ダイオードが、同じ発光ダイオードの配置でマトリックス状に配置され、１ドット１０２ｃ単位で表示を行っている。

図６（ｂ）で示すように、一点鎖線で囲んだ４個の青１０７、赤１０５,１０４、緑１０６においても図６（ａ）で示される１ドット１０２ｃと同じ組み合わせとすることができ、表示装置の全面で一様な明度および安定した色合いの画像が得られる（特許文献１参照）。

従来の発光ダイオードを用いた表示装置においては、赤色、緑色、青色を少なくとも１色以上を含んで１ドットを構成し、１ドットの表示には、少なくとも３個以上の発光ダイオードを必要とする。例えば、図６で示される１ドット４個の発光ダイオードを使用すると、縦列および横列１６ドットの表示を行う場合には１０２４個の発光ダイオードが必要となり、１ドット３個の発光ダイオードを使用した表示装置では、縦列および横列１６ドットの表示を行う場合には７６８個の発光ダイオードが必要となり、縦列および横列１８ドットの表示を行う場合には、９７２個の発光ダイオードが必要となる。

つまり、解像度を上げようとすると比例して発光素子である発光ダイオードの数を増やすしかなく、また、発光素子の数を減らすと必然的に解像度が発光素子の数に比例して低くなるという問題があった。

この問題を解決した表示装置の表示方法を図７に基づいて説明する。

図７に示される表示装置は、赤色、緑色、青色の発光ダイオードがそれぞれ１個ずつ含まれた３個で１ドットとして、横方向に隣接するドットと赤色発光ダイオードの位置が上下に逆となるように配置されている。

図７（ａ）に示されるように、まず、左上から１ドット２０１で示される発光ダイオード２Ｂ（青色），２Ｇ（緑色），２Ｒ（赤色）を１発光単位として、縦列および横列の発光ダイオードを区分けして表示をする。

次に、図７（ｂ）で示されるように、同図（ａ）から横列右方向に１／３ライン分ずらした１ドット２０２で示される発光ダイオード２Ｂ（青色），２Ｇ（緑色），２Ｒ（赤色）を１発光単位として、縦列および横列発光ダイオードを区分けして表示をする。

そして、図７（ｃ）で示されるように、同図（ｂ）から縦列下方向に１／２ライン分ずらした１ドット２０３で示される発光ダイオード２Ｂ（青色），２Ｇ（緑色），２Ｒ（赤色）を１発光単位として、縦列および横列に発光ダイオードを区分けして表示をする。

最後に、図７（ｄ）で示されるように、同図（ｃ）から横列右方向に１／３ライン分ずらした１ドット２０４で示される発光ダイオード２Ｂ（青色），２Ｇ（緑色），２Ｒ（赤色）を１発光単位として、縦列および横列に発光ダイオードを区分けして表示をする。

このように、１フレーム時間の間に４回の画面表示を行うとともに、１画面表示が終了するごとに、１ドットを構成する赤色、緑色、青色の各発光ダイオードの組み合わせが変わるように、点灯制御ラインをランプ配列の行方向または列方向にずらし、２Ｒ（赤色）発光ダイオードを共通して発光させることで、発光ダイオードの個数を増やさずに、画像の解像度を高めることが特許文献２に記載されている。

この表示装置の表示方法では、隣接するドット間で共通する色の発光ダイオードを共通して表示を行っている。従って、表示データによっては、発光ダイオードは、１フレーム時間中に、０回から４回まで発光することがある。

つまり、発光ダイオードの発光回数が多いほど明るく発光し、発光回数が少ないほど暗く発光する、この輝度差により同じ数の発光ダイオードでも、解像度のアップを図った表示画面を視認することができる。
特開２０００−２５０４３７号公報（段落番号００２４−００２７） 特開２００２−２３７００号公報（段落番号００２１−００４１）

この表示装置の表示方法は、発光ダイオードの発光回数により輝度差ができ、それを利用して数の少ない発光ダイオードでも解像度を向上させているが、人間の視覚は、発光ダイオードの発光回数が１回と４回の発光の違いを輝度で認識するのは容易だが、２回と３回発光の輝度の違いや、３回と４回発光の輝度の違いを認識するのは困難なため、従来の表示装置の表示方法で表示された画面を見ると、表示画面全体の階調が均一に見えて、内容を視認しづらいという問題がある。

そこで本発明は、縦列および横列に配列した発光素子の数をそのままに解像度を上げ、または解像度はそのままに発光素子の数を減らせることが可能で、かつ視認性の良い表示装置の表示方法および表示装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明の表示装置の表示方法は、赤色、緑色、青色を少なくとも一色ずつ含んだ１ドットを少なくとも縦列および横列が２ドット以上となる１つの表示ブロックとして区分けした仮想表示面の内容を、前記仮想表示面と同じ配列で発光素子が配置され、前記表示ブロックの各ドットの位置に対応して、発光素子１個分だけ縦列または横列にずらして１ドットとして区分けした発光素子表示面へ、各表示ブロックの各ドットを１フレーム時間の間に複数回に分けて前記発光素子表示面に表示させる表示装置の表示方法であって、前記発光素子表示面の各発光素子の１フレーム時間中の発光回数が少ない場合、前記発光素子の１回の発光時間を短くする補正をかけることを特徴としたものである。

これにより、発光素子表示面の発光素子の発光回数に基づいて発光時間を補正するので、発光素子の輝度が変わり、視認性が向上する。

また、本発明の表示装置は、赤色、緑色、青色を少なくとも一色ずつ含んだ１ドットを少なくとも縦列および横列が２ドット以上となる１つの表示ブロックとして区分けした仮想表示面の内容を、前記仮想表示面と同じ配列で発光素子が配置され、前記表示ブロックの各ドットの位置に対応して、発光素子１個分だけ縦列または横列にずらして１ドットとして区分けした発光素子表示面へ、各表示ブロックの各ドットを１フレーム時間の間に複数回に分けて前記発光素子表示面に表示させる表示装置の表示方法であって、前記発光素子表示面の各発光素子の発光回数を表示データからカウントする重み付け判定部と、前記重み付け判定部によってカウントした発光回数を格納する重み付けメモリと、前記発光素子の発光回数に基づいて発光時間の補正をするための補正値を有する補正テーブル部と、前記補正テーブル部から表示データに対応する補正値に基づいて前記表示データを補正する補正部とを備えたことを特徴としたものである。

これより、補正テーブル部から発光素子の発光回数に基づいた補正値を選択し、発光時間を補正する補正部を備えたことで、発光素子表示面の発光素子の発光回数に応じて、発光素子の発光時間が補正されるので、発光素子の輝度が変わり、視認性が向上する。

本発明によれば以下の効果を奏することができる。

（１）発光素子の発光回数に基づいて所定の比率の発光時間とすることで、発光素子の階調が変更されるので、輝度が変わって見え、視認性が向上することができる。

（２）表示装置の設置された状況に応じて切替え部で補正値を複数パターン備えた補正テーブル部の出力を切り替えることができ、状況に応じた補正値を表示データに対し適用することができるので、より一層視認性を向上させることができる。

（３）光センサにより表示データの補正値を切り替えるので、表示装置の設置場所の明るさに応じた補正値を表示データに対し、自動的に補正を適用することができるので、より一層視認性を向上させることができる。

（４）補正値を格納した補正テーブルを書き換え可能とすることで、容易に輝度の補正値の変更が可能となる。

本願第１の発明は、赤色、緑色、青色を少なくとも一色ずつ含んだドットを、少なくとも縦列および横列が２ドット以上となる１つの表示ブロックとして区分けした仮想表示面の表示内容を、隣接した２ドットが、発光素子１個分だけ縦列または横列にずらして配置され、各ドットが、前記仮想表示面と同じように区分けされた表示ブロックごとに配列された発光素子表示面へ、各前記表示ブロックの各ドットを１フレーム時間に複数回に分けて前記発光素子表示面に表示させる表示装置の表示方法であって、前記発光素子表示面の各発光素子の１回の発光時間は、１フレーム時間中の発光回数が少なくなるほど発光時間を短くする補正をかけることを特徴とする表示装置の表示方法としたものであり、発光素子表示面の発光素子の発光回数に基づいて発光時間を補正するので、発光素子の輝度が変わり、視認性が向上するという作用がある。

第２の発明は、前記補正は、周囲の照度が暗くなるほど、前記発光素子の発光回数による発光時間の差を大きくすることを特徴とする表示装置の表示方法としたものであり、表示装置の周囲の照度が、暗い場合は、発光時間の差を大きくすることで輝度差を大きくし、明るい場合は、発光時間の差を小さくすることで輝度差が小さくなるという作用がある。

第３の発明は、赤色、緑色、青色を少なくとも一色ずつ含んだドットを、少なくとも縦列および横列が２ドット以上となる１つの表示ブロックとして区分けした仮想表示面の内容を、隣接した２ドットが、発光素子１個分だけ縦列または横列にずらして配置され、各ドットが、前記仮想表示面と同じように区分けされた表示ブロックごとに配列された発光素子表示面へ、各前記表示ブロックの各ドットを１フレーム時間に複数回に分けて前記発光素子表示面に表示させる表示装置であって、前記発光素子表示面の各発光素子の１フレーム時間中の発光回数を表示データからカウントする重み付け判定部と、前記重み付け判定部によってカウントした発光回数を格納する重み付けメモリと、前記発光素子の発光回数に基づいて発光時間の補正をするための補正値を有する補正テーブル部と、前記補正テーブル部から表示データに対応する補正値に基づいて前記表示データを補正する補正部とを備えたことを特徴とする表示装置としたものであり、発光素子の発光回数に基づいて所定の比率を保持する補正データテーブル部から補正データを選択し、発光時間を補正する補正部を備えたことで、発光回数に対応した階調に変更できるという作用がある。

第４の発明は、前記補正テーブル部に複数の補正パターンを備え、補正パターンを切り替える切替え部を備えたことを特徴とする表示装置としたものであり、表示装置の設置された状況に応じて切替え部で補正値を複数パターン備えた補正テーブル部の出力を切り替えることができるという作用がある。

第５の発明は、前記切替え部は、光センサの照度が暗くなるほど、前記発光素子の発光回数による発光時間の差を大きくした前記補正テーブル部を選択することを特徴とする表示装置としたものであり、表示装置の設置された照度に応じて、複数の補正パターンを備えた補正テーブル部の出力を切り替えることができるという作用がある。

第６の発明は、前記補正テーブル部の前記補正パターンを設定する補正テーブル設定部を備えたことを特徴とする表示装置としたものであり、補正テーブルの内容の変更が容易にできるという作用がある。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態に係る表示装置の表示方法を説明し、それから表示装置の構成および動作について、図１から図４に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置の表示方法を説明する図であり、従来の表示装置を仮想表示面とした図である。

図１に示すように、仮想表示面１は、赤色であるＶＲＥ１１およびＶＲＯ１１、緑色であるＶＧ１１、青色であるＶＢ１１で１ドットを構成し、同じ１ドットの配置でマトリックス状に配列され、縦列２ドット、横列２ドットで、１つの表示ブロック２として区分けされている。

赤色ＶＲＥ１１およびＶＲＯ１１などの、１ドット内に対角に配置された赤色は、常に同じ表示を行う。また、図１の仮想表示面１において、表示データの一例で、○は表示、●は非表示を示しており、３は表示ブロック２内の各ドットを１フレーム時間の間に分けて表示する際に、表示対象となる表示対象枠である。

また、他の表示ブロックは、表示データとして、表示しない内容とする。

この仮想表示面１の内容を表示する発光素子表示面４は、発光素子の一例である発光ダイオードを使用しており、仮想表示面１の１ドットと同じ配列としている。例えば図１（ａ）では、赤色発光ダイオードであるＲＥ１１およびＲＯ１１、緑色発光ダイオードであるＧ１１、青色発光ダイオードであるＢ１１で１ドットを構成している。

図１の発光素子表示面４においては、○は発光素子の発光、●は発光素子の発光しない状態を示しており、５は仮想表示面１の表示対象枠３に対応する発光対象枠である。

なお、発光素子表示面４において、仮想表示面１の表示対象枠３に対応した発光対象枠５のみ●および○を示しており、他については、省略した。

図１（ａ）において、表示対象枠３で示されるＶＲＥ１１、ＶＲＯ１１、ＶＧ１１、ＶＢ１１である１ドットを、発光素子表示面４の発光対象枠５で示されるＲＥ１１、ＲＯ１１、Ｇ１１、Ｂ１１の発光ダイオードへ表示させる。

この場合、仮想表示面１のＶＲＥ１１、ＶＲＯ１１、ＶＧ１１、ＶＢ１１は全て表示（○）となっているため、発光素子表示面４のＲＥ１１、ＲＯ１１、Ｇ１１、Ｂ１１は全て発光（○）とし白色となる。

次に、図１（ｂ）において、仮想表示面１の表示対象枠３で示されるＶＲＥ１２、ＶＲＯ１２、ＶＧ１２、ＶＢ１２である１ドットを発光素子表示面４に表示する。

同図（ａ）の表示対象枠３から同図（ｂ）の表示対象枠３へは、右横列方向へ移動したので、同様に発光対象枠５で示されるドット表示面も右横列方向へ移動する。この場合、同図（ａ）で表示を行ったドットと隣り合うドットの中で同じ配列となるように、発光ダイオードを右に１個ずらした発光対象枠５内の１ドットを発光させる。

つまり、Ｂ１１とＲＯ１１を共通して使用し、ＲＥ１２およびＧ１２の４個の発光ダイオードで１ドットへ表示を行う。

同図（ｂ）の表示対象枠３で示されるＶＲＥ１２，ＶＲＯ１２およびＶＧ１２は表示（○）、ＶＢ１２は非表示（●）なので、発光素子表示面４の発光対象枠５で示されるＲＥ１２，ＲＯ１１およびＧ１２は発光（○）とし、Ｂ１１は発光させない（●）。

そして、図１（ｃ）において、仮想表示面１の表示対象枠３で示されるＶＲＥ２１、ＶＲＯ２１、ＶＧ２１、ＶＢ２１である１ドットを発光素子表示面４に表示する。この場合に、同図（ｂ）の表示対象枠３から同図（ｃ）の表示対象枠３へは、表示ブロック２の対角のドットへ移動したので、発光対象枠５で示されるドット表示面も同様に移動する。この場合、同図（ｂ）で表示を行ったドットと隣り合うドットの中で同じ配列となるように、縦列および横列の発光ダイオードをそれぞれ１個ずらした発光対象枠５で示される１ドットの発光ダイオードを発光させる。

つまり、ＲＯ１１を共通して使用し、Ｇ１１，ＲＥ２１およびＧ２１の４個の発光ダイオードを１ドットとして表示を行う。

同図（ｃ）の表示対象枠３で示されるＶＲＥ２１とＶＲＯ２１は表示（○）、ＶＢ２１とＶＧ２１は非表示（●）なので、発光素子表示面４の発光対象枠５で示されるＲＥ２１とＲＯ１１は発光（○）とし、Ｂ２１とＧ１１は発光させない（●）。

最後に、図１（ｄ）において、仮想表示面１の表示対象枠３で示されるＶＲＥ２２、ＶＲＯ２２、ＶＧ２２、ＶＢ２２である１ドットを発光素子表示面４に表示する。

同図（ｃ）の表示対象枠３から同図（ｄ）の表示対象枠３へは、右横列方向へ移動したので、同様に発光対象枠５で示されるドット表示面も右横列方向へ移動する。この場合、同図（ｃ）で表示を行ったドットと隣り合うドットの中で同じ配列となるように、発光ダイオードを右に１個ずらした発光対象枠５内の１ドットを表示する。

つまり、ＲＯ１１とＢ２１を共通して使用し、Ｇ１２とＲＥ２２の４個の発光ダイオードで１ドットへ表示を行う。

同図（ｄ）の表示対象枠３で示されるＶＲＥ２２とＶＲＯ２２およびＶＧ２２は表示（○）、ＶＢ２２は非表示（●）なので、発光素子表示面４の発光対象枠５で示されるＲＥ２２とＲＯ１１およびＧ１２は発光（○）とし、Ｂ２１は発光させない（●）。

このようにして、仮想表示面１での表示ブロックが４ドットで構成される場合は、図１（ａ）から（ｄ）で示されるように順次、１フレーム時間の間に、第１表示パターンから第４表示パターンまでの４回で１つの表示ブロックが発光素子表示面４へ表示される。

この表示データの例では、他の表示ブロックは発光しない表示データなので、発光素子表示面４のＲＯ１１は４回発光し、Ｇ１２は２回発光し、ＲＥ１１，Ｂ１１，ＲＥ１２，Ｇ１１，ＲＥ２１，ＲＥ２２は１回発光し、Ｂ２１は０回の発光となる。

この仮想表示面１の内容を発光素子表示面４へ表示する場合に、発光素子表示面４の発光ダイオードの発光時間は、発光ダイオードの発光回数によって発光時間を短くする補正をかけるようにする。

例えば、１フレーム時間に第１表示パターンから第４表示パターンまで表示を行うと、一回が１／４フレーム時間となるので、４回発光の場合は、１回の発光時間について、１／４フレーム時間×１００％×４回の発光時間するようにする。同様に、３回発光の場合には、１／４フレーム時間×７５％×３回の発光時間とし、２回発光の場合には、１／４フレーム時間×５０％×２回の発光時間とし、１回発光の場合には、１／４フレーム時間×２５％×１回の発光時間とする。０回発光の場合は発光させない。

このように、１フレーム時間内での全体としての発光時間は、補正をかけない場合、比例した輝度差（４回発光：３回発光：２回発光：１回発光＝１００％：７５％：５０％：２５％）となるが、上記のように、発光回数によって発光時間を変える補正をかける場合、４回発光：３回発光：２回発光：１回発光＝１００％：５６％：２５％：６％となり、発光ダイオードの輝度が変わり発光回数の差が正比例とならない輝度の差となって、視認性の良い表示が行える。

また、この補正値（比率）は、これに限られたものではなく、表示装置が設置される場所、環境によって適宜決めることで、より視認性の高い表示方法とすることができる。つまり、周囲の照度が暗い場合は、明るい場合と比較して、発光回数による発光時間の差を大きくする。例えば、暗い場合を、４回発光：３回発光：２回発光：１回発光＝１００％：５０％：２０％：４％とし、逆に、明るい場所では、４回発光：３回発光：２回発光：１回発光＝１００％：６０％：３０％：９％とすることで、暗い場所では、より輝度差が明確に現れるため、視認性が向上し、明るい場所では、１回しか発光しない発光ダイオードの輝度を上げることで視認性が向上する。

また、補正パターンの各補正値を決めるにあたって、ガンマ補正法を用いることができる。ガンマ補正法とは、入力の明るさに対して出力の明るさを補正する方法で、ガンマ関数Ｙ＝ａＸγ（Ｘ：入力の明るさ、Ｙ：出力の明るさ、γ：ガンマ値、ａ：任意の定数）として表現される。

つまり、４回発光を１００％の発光時間とした場合、一般的なガンマ値を２．２とした場合では、３回発光は５３％、２回発光は２２％、１回発光は４．７％となる。発光回数による輝度差を大きくする場合には、ガンマ値を大きくし、輝度差を小さくするときはガンマ値を小さくすることで補正パターンを決定することができる。

表示装置が階調制御を行っている場合には、表示データに補正値である比率を乗算することより補正をすることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る表示装置を図１および図２に基づいて説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る表示装置の構成図である。

なお、本実施の形態の表示装置は、図１で示した仮想表示面１を１表示ブロック２×２ドットの計４ドットで発光素子表示面へ表示する構成とする。

図２に示すように、本実施の形態の表示装置１０は、外部に表示装置１０を制御する制御装置（図示せず）により表示データや、フレーム同期信号等を入力して表示を行う。

表示装置１０は、表示タイミング生成部１１と、画像データメモリ１２と、画像メモリアドレス生成部１３と、表示ドライバ制御信号生成部１４と、発光時間補正部１５と、各色のシリアル変換部１６，１７，１８と、各色の表示ドライバ部１９，２０，２１と、各色の発光ダイオード２２，２３，２４とから構成される。

表示タイミング生成部１１は、１表示ブロックを４ドットとした場合には、１ドットは１／４フレーム時間の発光時間となるため、フレーム同期信号を入力し、フレーム同期信号の４倍にし、次に、１／４フレーム時間中に３色表示する必要があるため３倍して１２倍のクロックを生成する。また、１表示ブロック中のどこのドットを表示するかを示すフレーム番号を出力する。この場合、４ドットで１表示ブロックを構成するので、１／４フレーム時間ごとにカウントアップする２ビットのフレーム番号、'００'，'０１'，'１０'，'１１'を出力する。

画像データメモリ１２は、仮想表示面の内容に相当する表示データを入力し蓄積する。画像データメモリ１２は、赤色、緑色、青色の各色のデータを、画像データメモリ１２の領域を分けて蓄積し、２５６階調の表示を行うため８ビットの幅を有するメモリである。なお、１ドット内に対角に配置された２つの赤色は、常に同じ表示を行うので、１つの表示データとして格納している。なお、表示が１０２４階調で行われる場合は、画像データメモリ１２は１０ビット幅で構成される。つまり階調数に応じたビット幅を持つメモリである。

画像メモリアドレス生成部１３は、表示タイミング生成部１１から同期信号およびフレーム番号を入力し、画像データメモリ１２に対するアドレスを生成する。図３に画像メモリアドレス生成部１３の構成を示す。

画像メモリアドレス生成部１３は、アドレス生成部２５とセレクタ２６から構成され、アドレス生成部２５は、１／４フレーム時間の間に各表示ブロックの各ドットの赤色、緑色、青色の表示データが格納されている画像データメモリ１２のアドレスを一度に生成する。つまり、図１で示すように、１表示ブロックが２×２ドットの４ドットで構成される仮想表示面の場合は、図１（ａ）から（ｄ）の表示対象枠３で示すアドレスを一度に出力し、４つのアドレスをセレクタ２６にてフレーム番号によって選択する。

表示ドライバ制御信号生成部１４は、表示タイミング生成部１１から同期信号およびフレーム番号を入力し、各色の表示ドライバ部１９，２０，２１を制御する信号を生成する。表示ドライバ制御信号生成部１４は、フレーム番号により表示開始位置のタイミングを調整することで、縦列または横列の発光ダイオード１個分のずれを制御している。

発光時間補正部１５は、予め表示データを入力し発光ダイオードが何回発光するかという条件で補正値を判定し、画像データメモリ１２から読み出された表示データに階調の補正をかける。

図４に基づいて発光時間補正部１５を詳細に説明する。図４は、発光時間補正部１５の構成図である。

発光時間補正部１５は、入力した表示データから、発光ダイオードが何回発光するかをカウントする重み付け判定部２７と、カウントした結果を格納する重み付けメモリ２８と、発光ダイオードの発光回数に応じた発光時間の比率を補正値として格納した補正テーブル部２９と、補正テーブル部２９から出力された値に基づいて、画像メモリのデータを補正する補正部３０と、補正テーブル部２９の補正パターンを設定する補正テーブル設定部３６で構成される。

重み付け判定部２７は、入力した仮想表示面１の表示データにより、発光素子表示面４の発光ダイオードの発光回数をカウントする。

重み付けメモリ２８は、重み付け判定部２７がカウントした結果を、画像データメモリ１２が保持している表示データのアドレスと同じ位置に格納している。

補正テーブル部２９は、発光ダイオードの発光回数に応じた発光時間の比率を補正値として補正パターンを格納しており、重み付けメモリ２８から出力された値で選択する。補正テーブル部２９を、重み付けメモリ２８の出力をアドレスとしたＲＯＭとしたり、回数に応じた補正値のそれぞれの出力をセレクタに入力し、重み付けメモリ２８の出力により選択するようにした手段でも実現が可能である。

補正テーブル部２９を書き換え可能な不揮発性メモリ、例えばＥＥＰＲＯＭやＦＬＡＳＨメモリとした場合には、制御装置より補正データを入力し補正テーブル設定部３６により補正テーブル部２９の内容である補正パターンを書き換えるだけで、容易にさまざまな状況に応じた輝度の補正ができる。

補正部３０は、乗算器と正規化回路から構成される。乗算器は、補正テーブル部２９の補正パターンから選択された補正値の出力と画像データメモリ１２の内容とを乗算する。そして、乗算した結果を、表示データとして正規化回路により２５６階調を持つ８ビットのデータとして正規化する。８ビットの補正テーブル部２９の補正値と８ビットの画像データメモリ１２の内容と乗算すると１６ビットの上位８ビットに結果が現れるため、正規化回路は、８ビットシフト回路で実現できる。

これら、発光時間補正部１５は、高速で動作するＣＰＵやそのＣＰＵが動作するプログラムを格納したＲＯＭや、動作に必要な情報を読み書きするＲＡＭでも実現が可能である。

図２に戻って、シリアル変換部１６，１７，１８は、赤色用、緑色用、青色用と３色それぞれ独立して備えており、発光時間補正部１５から補正が適用された８ビットパラレルの表示データを、１ビットのシリアルデータに変換する。

表示ドライバ部１９，２０，２１は、シリアルデータとして変換された各色の表示データを表示ドライバ制御信号生成部１４から表示タイミングを入力して表示する。

なお、本実施の形態では、画像データメモリ１２は、赤色、緑色、青色の各表示データを領域を分けて１つのメモリとしたが、それぞれ独立して３つのメモリとすることもできる。この場合には、同時に各色の表示データを格納する画像データメモリにアクセス可能となるため、周辺回路を高速に動作することのできる素子としなくてもよい。

以上のように構成される本発明の実施の形態に係る表示装置の動作を図１から図４に基づいて説明する。

制御装置より、フレーム同期信号を入力し表示タイミング生成部にて、その周期を測定し、４倍のクロックを生成する。例えば、６０Ｈｚのフレーム同期信号である場合には、２４０Ｈｚである１サイクル４．１６７ｍｓのクロックを生成する。また、１表示ブロック中のどこのドットを表示するか示すフレーム番号を出力する。この場合、最初は、２ビットのフレーム番号、'００'を出力する。

表示データは、画像データメモリ１２に保持するとともに、発光時間補正部１５の重み付け判定部２７により、発光素子表示面４の発光ダイオードの発光回数を判定する。例えば、発光素子表示面４の発光ダイオードＲＯ１１の発光回数は、仮想表示面１のＶＲＯ１１とＶＲＯ１２とＶＲＯ２１とＶＲＯ２２の各表示データから４回となり、重み付け判定部２７は‘４’を判定して出力する。

重み付け判定部２７によって出力された先程の発光ダイオードの発光回数‘４’を、ＶＲＯ１１（ＶＲＥ１１），ＶＲＯ１２（ＶＲＥ１２），ＶＲＯ２１（ＶＲＥ２１），ＶＲＯ２２（ＶＲＥ２２）の表示データが格納されている画像データメモリ１２のアドレスと同じ位置の重み付けメモリ２８のアドレスに書き込む。このようにして予め全ての表示データについて重み付けメモリ２８へ格納しておく。

画像メモリアドレス生成部１３は、表示タイミング生成部１１から、同期信号およびフレーム番号を入力し、各仮想表示面１に相当する画像データメモリ１２の各赤色のＶＲＥ１１，ＶＲＥ１２，ＶＲＥ２１，ＶＲＥ２２のそれぞれのアドレスを生成してセレクタ２６へ入力する。そして、フレーム番号によりセレクタ２６を選択して１表示ブロック内のどのドットを表示するかを選択する。最初、フレーム番号は‘００’であるので、ＶＲＥ１１のアドレスが選択される。

セレクタ２６から出力されたアドレスにより画像データメモリ１２の内容を読み出し、同時に重み付けメモリ２８へもアドレスを供給して、重み付けメモリ２８に格納された発光ダイオードの発光回数を読み出す。

読み出された発光ダイオードの発光回数によって補正テーブル部２９に予め設定された補正値を選択する。出力された補正値と画像データメモリ１２のデータを補正部３０の乗算器および正規化回路により補正した表示データが算出される。

例えば、ＶＲＥ１１の発光ダイオードが１回発光の場合、１回発光に対しての補正値を２５％とすると、画像データメモリ１２の表示データが２５６階調で ‘１２８’の場合では、補正後は‘３２’となる。

そして、‘３２’となったＶＲＥ１１の表示データは、シリアル変換部１６にて、８ビットのパラレルデータから１ビットのシリアルデータに変換され、表示ドライバ制御信号生成部１４により生成された信号により、表示ドライバ１９へ転送される。

そして、表示タイミング生成部１１により次のフレーム番号‘０１’が生成され、生成されたフレーム番号によりセレクタ２６に入力される画像データメモリ１２のアドレスを切り替える。フレーム番号‘０１’により、セレクタ２６から画像データメモリ１２のＶＲＥ１２の表示データである、アドレスが出力される。

このようにして、発光時間補正部により、発光ダイオードの発光回数で補正テーブルを予め設定した補正値に応じて発光ダイオードの発光時間を補正する。

なお、本実施の形態では、１表示ブロックの構成を２×２ドットとしたが、これに限定されたものではなく、１表示ブロックの構成を２×３ドット、３×３ドット、それ以外でも実施可能である。その場合には、１表示ブロックを構成するドット数で１フレーム時間を分割した間隔のクロックを生成する表示タイミング生成部を備え、１表示ブロック内の各ドットに相当する画像データメモリのアドレスを生成する画像メモリアドレス生成部を備えるようにする。

（実施の形態２）
実施の形態１においては、補正テーブル部２９は、発光ダイオードの発光回数によって一意に決定するテーブルを一つ設けた構成であったが、実施の形態２においては、複数の補正値テーブルを備え、表示装置の設置環境によって切り替えることを特徴とする。

なお、重み付け判定部２７、重み付けメモリ２８と、補正部３０は、実施の形態１と同じ構成であるので、同一符号を付して説明は省略する。

図５に示すように、本発明の実施の形態２に係る表示装置の発光時間補正部３１は、光の照度を測定する光センサ３２と、光センサのアナログの出力をデジタルに変換するＡ／Ｄ変換部３３と、複数の補正テーブル部３４と、補正テーブル部３４の出力を切り替えるセレクタ３５と、から構成される。

光センサ３２は、照度の度合いによって、抵抗値が変化する特性を有しており、電流を流し電圧値の変化をＡ／Ｄ変換部３３にてデジタル信号に変換する。なお、デジタル信号で出力する光センサ３２を使用した場合は、Ａ／Ｄ変換部３３は省略できる。

次に、Ａ／Ｄ変換部３３からの出力をセレクタ３５に入力させ、補正テーブル部３４の切り替えを行い、表示装置が設置された環境に応じて、適正な補正テーブル部３４が選択され、表示データに補正値が適用されるので、より一層視認性の向上した表示装置とすることができる。

具体的には、光センサ３２からＡ／Ｄ変換部３３を介して、暗い場合は、明るい場合と比較して、発光回数による発光時間の差を大きくした補正テーブル部３４をセレクタ３５を介して選択するようにする。例えば、暗い場合では４回発光：３回発光：２回発光：１回発光＝１００％：５０％：２０％：４％とした補正テーブル部３４をセレクタ３５を介して選択し、逆に、明るい場所では、４回発光：３回発光：２回発光：１回発光＝１００％：６０％：３０％：９％とした補正テーブル部３４をセレクタ３５を介して選択するようにする。このように、光センサ３２の出力の度合いにより補正テーブル部３４に格納される補正パターンをセレクタ３５によって切り替えることで、暗い場所では、より輝度差が明確に現れ視認性が向上する補正パターンが選択され、明るい場所では、１回しか発光しない発光ダイオードの発光時間を、暗い場所での発光時間より長くした補正パターンが選択されるので、視認性が向上する。

なお、本実施の形態の発光時間補正部では、複数の補正テーブルをセレクタで選択する構成としたが、ＲＯＭなどのメモリに領域を分けて複数の補正テーブル部を格納し、アドレスとして、重み付けメモリの出力と、Ａ／Ｄ変換部の出力とを入力させても実現が可能であり、より少ない部品で構成できる。

本発明にかかる表示装置は、発光素子表示面の発光素子の発光回数に基づいて発光時間を補正するので、発光素子の輝度が変わり、視認性が向上する効果を有し、発光素子を縦列および横列に配列した表示装置等として有用である。

本発明の実施の形態に係る表示装置の表示方法を説明する図 本発明の実施の形態に係る表示装置の構成図 画像メモリアドレス生成部の構成図 発光時間補正部の構成図 本発明の実施の形態２に係る表示装置の発光時間補正部の構成図 従来の表示装置の説明図 従来の表示装置の説明図

符号の説明

１ 仮想表示面
２ 表示ブロック
３ 表示対象枠
４ 発光素子表示面
５ 発光対象枠
１０ 表示装置
１１ 表示タイミング生成部
１２ 画像データメモリ
１３ 画像メモリアドレス生成部
１４ 表示ドライバ制御信号生成部
１５ 発光時間補正部
１６，１７，１８ シリアル変換部
１９，２０，２１ 表示ドライバ
２２，２３，２４ 発光ダイオード
２５ アドレス生成部
２６ セレクタ
２７ 重み付け判定部
２８ 重み付けメモリ
２９ 補正テーブル部
３０ 補正部
３１ 発光時間補正部
３２ 光センサ
３３ Ａ／Ｄ変換部
３４ 補正テーブル部
３５ セレクタ
３６ 補正テーブル設定部

Claims (1)

1. 赤色、緑色、青色の発光ダイオードを少なくとも一色ずつ含み、かつ縦列および横列に発光ダイオードをそれぞれ２個配置したドットを、同じ発光ダイオードの配置で少なくとも縦列および横列が２ドット以上となる１つの表示ブロックとして区分けした仮想表示面の表示内容を、
   発光ダイオードをマトリックス状に配置し、縦列および横列において、一列おきに同じ色の配列とし、隣接した２ドットが、発光ダイオード１個分だけ縦列または横列にずらして１列を共通して使用するように配置され、各ドットが、赤色、緑色、青色の発光ダイオードを少なくとも一色ずつ含み、同じ色と数の発光ダイオードで構成され、前記仮想表示面と同じように区分けされた表示ブロックごとに配列された発光素子表示面へ、
   各前記表示ブロックの各ドットを１フレーム時間に複数回に分けて順次前記発光素子表示面に表示させる表示装置の表示方法であって、
   前記発光素子表示面の各発光ダイオードの１回の発光時間は、１フレーム時間中の発光回数が少なくなるほど発光時間を短くする補正をかけることを特徴とする表示装置の表示方法。

Images